diktat fisika semester 1 sma

Bab. 1. Besaran, Satuan Dan Pengukuran.

Standar Kompetensi:
1. Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya.

Kompetensi dasar:
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu).
Melakukan penjumlahan vektor.

Indikator:
1.1.Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu).
1. Menyiapkan instrumen secara tepat serta melakukan pengukuran dengan benar berkaitan dengan besaran pokok panjang, massa, waktu, dengan mempertimbangkan aspek ketepatan (akurasi), kesalahan matematis yang memerlukan kaliberasi, ketelitian (presisi) dan kepekaan (sensitivitas).
2. Membaca nilai yang ditunjukkan alat ukur secara tepat, serta menuliskan hasil pengukuran sesuai aturan penulisan angka penting disertai ketidak pastiannnya (batas ketelitian alat) dengan tepat.
3. Mendefinisikan angka penting dan menerapkannya.
4. Menjelaskan pengertian kesalahan sistematik dan acak serta memberikan contohnya.
5. Menghitung kesalahan sistematik dalam pengukuran.
6. Mengolah data hasil pengukuran dan menyajikannya dalam bentuk grafik dan mampu menarik kesimpulan tentang besaran fisis yang diukur berdasarkan hasil yang telah disajikan dlam bentuk grafik, serta mampu memberikan rumusan matematis sederhana (linier) untuk besaran fisis yang disajikan dalam bentuk grafik.
7. Membandingkan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat memberikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.
8. Menerapkan satuan besaran pokok dalam sistm internasional.
9. Menentukan dimensi suatu besaran pokok.
10. Menerapkan analisis dimensional dalam pemecahan masalah.

1.2. Melakukan penjumlahan vektor.
1. Menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajaran genjang dan poligon.
2. Menjumlahkan dua vektor yang segaris atau membentuk sudut secara grafis dan menggunakan rumus cosinus.
3. Menguraikan sebuah vektor dalam bidang datar menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.
4. Menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan cara analisis.
5. Menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan cara perkalian titik.
6. Menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan cara perkalian silang.
====XXXXXXX=====

Tujuan :
Setelah mempelajari ini siswa diharapkan mampu ;
1) Membandingkan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat memberikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.
2) Menerapkan satuan besaran pokok dalam sistem internasional.
3) Menentkan dimensi suatu besaran pokok dan menerapkan analisis dimensional dalam pemecahan masalah.
4) Menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajaran genjamg, poligon dan rumus cosinus.
5) Menguraikan sebuah vektor dalam bidang datar me,jadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.
6) Menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan cara perkalian titik dan perkalian silang.
7) Menyiapkam instrument, melakukan pengukuran besaran pokok panjang, massa dan waktu, dengan mempertimbangkan aspek ketepatan akurasi, ketelitian presisi dan kepekaan (sensitivitas).
8) Menjelaskan penngertian tentang kesalahan sistematik dan acak serta memberikan contohnya.
9) Mengolah data hasil pengukuran, menyajikan dalam bentuk grafik, menarik kesimpulan tentang besaran fisis yang diukur dan memberikan rumusan matematis sederhana.
10) Mendefinisikan angka penting dan menerapkannya sesuai dengan aturan penjumlahan dan pengurangan, perkalian dan pembagian, serta perpangkatan dan penarikan akar.

Bab. 1. Besaran, Satuan Dan Pengukuran.

Fisika adalah bagian dari ilmu pengetahuan alam (ipa) atau sains.Ipa mencakup fisika kimia, biologi dan ilmu-ilmu yang berkaitan dengan benda-benda langit atau bumi. Fisika sebagai ipa yang menyangkut gejala-gejala alam yang dinyatakan dalam zat dan energi.
Jadi fisika dapatlah disebut ilmu tentang zat dan energi.Tak kalah pentingnya adalah cara kerjanya/metode ilmiahnya yang dikenal sebagai proses ipa/sains. Kita akan mengukur waktu yang dperlukan untuk berangkat sekolah?, Berapa kg ibu membeli gula tiap bulannya ?.Berapa panjang buku LKS fisika ?.
Jawab dari semua itu adalah. Banu berangkat ke sekolah memerlukan waktu misalkan = 15 menit, Ibu membeli gula massa 10 kg tiap bulannya, dan panjang buku 25 cm, dan lain-lainnya masalah kehidupan yang mana diperlukan cara mengukur dengan baik dan teliti.
Waktu, massa, panjang merupakan besaran, sedang 15 menit, 10 kg dan 25 cm merupakan angka dan satuannya. Jadi besaran adalah seseuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka-angka/nilai-nilai/harga-harga.Sedangkan mengukur adalah suatu kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang ditetapkan sebagai satuan.
Untuk mengukur besaran fisika diperlukan alat ukur seperti tabel berikut ini.
Tabel 1.1. Contoh-contoh alat untuk mengukur besaran-besaran fifsika.
Nama Alat Besaran fisika yang diukur
Meteran, Penggaris/mistar, jangka sorong, micrometer sekrup, Theodolit (Nanti di PT) Panjang.

Timbangan/neraca, Massa
Dinamometer (neraca pegas). Berat
Gelas ukur Volume.

1. Pengukuran Panjang.
a) Mistar mempunyai skala terkecil 1 mm, tetapi ada juga yang mempunyai skala 1 cm.
Mempunyai tingkat ketelitian = X skala terkecil.

b). Jangka sorong merupakan alat untuk mengukur panjang yang lebih teliti daripada mistar
mempunyai tingkat ketelitian = 0,1 mm.
Berdasarkan gambar, terdapat dua skala yang penting. Yaitu skala utama dan skala
nonius.
Contoh : mengukur panjang paku. Skala utama menunjuk = 0,8 cm
Skala nonius ,, = 0,09 cm.
+
Panjang paku = 0,89 cm.

c). Mikrometer sekrup merupakan alat yang lebih teliti dari pada jangka sorong.
Berdasarkan gambar, terdapat dua skala yang penting. Yaitu skala utama dan skala
nonius.
Contoh diameter paku, pembacaan skala utama = 6,5 mm.
Skala nonius = 0,44 mm. +

Diameter paku = 6,94 mm.

2. Pengkuran massa.
Untuk mengukur besaran massa kita bisa menggunakan neraca pikulan, neraca pegas, neraca O-hauss dan neraca digital.

3. Pengukuran waktu.
untuk mengukur besaran waktu kita bias menggunakanalat ukur seperti jam, jam dinding dan
stopwatch..

4. Ketidakpastian Pengukuran.
Umumnya hasil pengukuran fisika tidak tepat 100 %, karena tidak lepas dari suatu ketidakpastian alat.
Ketidakpastian pengukuran disebabkan oleh beberapa faktor seperti faktor manusia, faktor alat dan faktor lingkungan..
Ketidakpastian pengukuran yang disebabkan oleh faktor alat terjadi ketika alat yang digunakan dalam keadaan rusak atau pengaturan alat tidak tepat. Ketidakpastian pengukuran yang disebabkan oleh faktor manusia terjadi ketika kita melakukan kegiatan pengukuran. Sedangkan faktor lingkungan yang dapat menyebabkan ketidakpastian pengukuran di antaranya adalah suhu, tekanan udara dan kelembaban udara. Pada dasarnya ketidakpastian pengukuran terdiri dari ketidakpastian sistematik dan ketidakpastian rambang. Ketidakpastian sistematika adalah ketidakpastian pengukuran yang dapat menyebabkan hasil pengukuran menyimpang dari keadaan sebenarnya. Ketidakpastian sistematik ini biasanya disebabkan oleh kesalahan pengaturan atau kalibarasi alat, kesalahan titik nol, kerusakan komponen alat, kesalahan pengamatan ( paralak ), adanya gesekan dan keadaan lingkungan saat melakukan pengukuran.

Untuk menghindari ketidakpastian sistematik kita dapat melakukan hal – hal berikut.

(1) Lakukan kalibrasi atau pastikan bahwa kita telah memberikan skala dengan benar.

(2) Atur titik nol skala alat ukur agar berhimpit dengan titik nol jarum penunjuk skala.

(3) Periksa keadaan alat sebelum mengukuran besaran !

(4) Bacalah skala dengan tegak lurus.

(5) Periksa keadaan lingkungan, seperti suhu, tekanan udara dan kelembaban sebelum dan sesudah melakukan pengukuran !

Sedangkan, ketidakpastian rambang adalah ketidakpastian pengukuran yang terjadi sangat cepat dan hampir tidak mungkin dihindari.

Beberapa sumber kesalahan rambang tersebut adalah :

(1) Fluktuasi tegangan listrik yang mempengaruhi pengukuran arus listrik dan tegangan
Listrik ;

(2) Gerak Brown molekul – molekul udara yang mempengaruhi pembacaan jarum pe
nunjuk galvanometer.

B Pengukuran Tunggal dan Pengukuran Berulang

Pengukuran besaran fisika terdiri dari :
1) Pengukuran tunggal.
Hasil pengukuran tunggal biasnya dilaporkan sebagai berikut, X = (X X).
Dengan; X = Besaran fisika yang diukur.
X = Hasil pengukuran tunggal.
X. = Ketidakpastian pengukuran.
Pada pengukuran tunggal hasil X ditentukan oleh pembacaan alat ukur.
Sedang X = . Skala terkecil alat ukur.
 Contoh soal B.1.: *). Suatu pengukuran panjang buku LKS Siswa memperoleh pembacaan sebesar 25 cm. Jika mistar tersebut mempunyai skala terkecil 1 mm, tentukan hasil pengukuran panjang buku tersebut ?
Jawab: P = 25 cm.
Nilai skala terkecil = 1 mm = 0,1 cm, maka P = . 0,1 cm =
0,05 cm.
Jadi panjang buku adalah P = P P.
= (25 0,05) cm.

2) Pengukuran Berulang.
Data yang diperoleh pada pengukuran berulang disebut sample.
Menurut metode statistik, hasil pengukuran berulang dilaporkan sebagai berikut,

X = (X X).

Dengan : X = rata-rata nilai besaran X.
X = ketidak pastian pengukuran.
Harga dan X dapat ditentukan dengan persamaan:

X1 + X2 + X3 + … + Xn
X = =
n n

X =

Dengan ; Xi = hasil pengukuran besaran ke-i.
n = jumlah pengukuran berulang.

Contoh soal 2.1.
Hasil pengukuran diameter sekeping uang logam ditunjukkan pada tabel dibawah ini !.
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Xi (mm) 12,00 11,80 11,60 12,40 12,40 12,40 12,00 12,00 12,00 11,80
Tuliskan diameter uang logam tersebut menurut hasil pengukuran di atas !.
Penyelesaian.

No Xi (mm) Xi2 (mm2)
1 12,00 144
2 11,80 139,24
3 11,60 134,56
4 12,40 153,76
5 12,40 153,76
6 12,40 153,76
7 12,00 144
8 12,00 144
9 12,00 144
10 11,80 139,24

120,40 1450,32

Karena: = 120,40 mm.
n = 10

= 1450,32 mm2.
Maka:

X = = 12,04 mm.

X =
=
= 0,08 mm.

Jadi, diameter uang logam itu adalah X = (120,40 0,08 ) mm.

C. Ketidakpastian Mutlak dan Ketidakpastian Relatif.
X pada pengukuran tunggal maupun pengukuran berulang disebut ketidakpastian mutlak. Semakin kecil X maka semakin tepat hasil pengukuran itu dan sebaliknya. Selain disertai dengan ketidakpastian mutlak, data hasil pengukuran itu dapat disertai dengan ketidakpastian relatif, yang biasanya dinyatakan dengan persen (%). Harga ketidakpastian relatif dapat ditentukan sebagai berikut:
Ketidakpastian Relatif = . 100 %.
Pada pengukuran tunggal;
Ketidakpastian Relatif = . 100 %.
Contoh soal C.1.
Tentukan ketidak pastian mutlak dan harga ketidakpastian relative dari hasil pengukuran diameter uang logam berikut ini !
X = (120,40 0,08 ) mm.
Penyelesaian:
Karena
X = (X X).= (120,40 0,08 ) mm.
Maka harga ketidakpastian mutlak adalah X = 0,08 mm.
Harga ketidakpastian relatifnya adalah = . 100 %.
= . 100 %. = 0,06 %

5. Notasi Ilmiah

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: